电阻皮肤生物传感器是指一类用于健康监测和人机接口的不可感知的可穿戴设备,其中导电材料沉积在弹性聚合物片上或结合到弹性聚合物片中。现在已经开发出了广泛的电阻皮肤,以检测各种生物特征信号,包括血压、皮肤应变、体温和声学振动;然而,它们通常是非特异性的,其中一个电阻信号对应于单一类型的生物特征数据(单模式传感器)。鉴于此,来自莫纳什大学化学与生物工程系的Wenlong Cheng等人展示了一种分层电阻皮肤传感器,该传感器由层压的破裂铂膜、垂直排列的金纳米线和渗滤的金纳线膜集成所得。
文章要点:
1) 该研究发现,分级电阻皮肤显示出对拉伸应变的阶梯形电阻响应,具有与特定活性材料相关的不同传感机制,且研究表明,通过一个电阻信号,即可以识别与人类喉咙语音相关的多达五种身体或生理活动:心跳、呼吸、触摸和颈部运动(即多模式传感器)。
2) 此外,研究开发了一种基于频率/振幅的神经网络,即深度混合光谱,它可以自动将多个生物特征从单个电阻信号中分离出来,该系统可以对语音、颈部运动和触摸的不同组合的11种活动进行分类,准确率为92.73 ± 0.82%,同时测量呼吸和心率,同时研究也验证了几种生物特征的分类准确性,总体准确性>82%,从而证实了其概念的通用性。
参考资料:
Gong, S., Zhang, X., Nguyen, X.A. et al. Hierarchically resistive skins as specific and multimetric on-throat wearable biosensors. Nat. Nanotechnol. (2023).
10.1038/s41565-023-01383-6
https://doi.org/10.1038/s41565-023-01383-6